氢能行业专题研究：碱性电解槽：从1到N，谁主沉浮？-摩熵咨询(原药融咨询)

报告内容

AI精读报告

报告摘要

　　【投资要点】

　　结论：我们判断绿电制氢正迎来从1到N的产业爆发阶段，绿电度电成本、电解槽单位电耗和设备投资的下降，驱动水电解制氢在能源化工等领域与灰氢平价。碱性电解槽作为核心制氢设备，将迎来千亿级市场需求。我们看好具备技术和客户资源优势的国产龙头。

　　一、碱性电解槽：电解水制氢系统核心设备，从1到N产业加速：

　　1）优势：技术成熟，产氢量大，成本最低；

　　2）核心部件：双极板（催化剂）、隔膜和流场，均有降本提效空间；

　　3）发展方向：大标方，大功率，大电流密度。

　　行业需求：据考克利尔竞立的数据，全球绿氢年需求将从2021年的47万吨提升到2025年的1055万吨，CAGR达到118%。假设以1万吨绿氢对应约28台碱性电解槽测算，至2025年碱性电解槽累计需求量达2.95万台，对应市场规模约为2044亿元。

　　政策驱动：央国企担当+地方政府“股权财政”催化下，绿氢项目将加快落地。目前仅内蒙古地区已批复的绿氢项目规划达37个，共计制氢能力超过67万吨，对应1894台电解槽，以单台电解槽价格692万元测算，市场空间合计131亿元。

　　二、经济性——制氢成本：可再生能源发电成本、电解槽电耗、电解槽设备投资为核心决定因素。

　　基准情形：1000标方/h产能，年工作时间4000h，电解水制氢系统合计成本1330万元，度电成本0.28元/kwh，电耗4.5kwh/标方，此时单位制氢成本（LCOH）为20.2元/kg，略高于煤制氢和天然气制氢的11-20元和15-20元。

　　可再生能源度电成本：2025年光伏地面电站发电度电成本有望降至约0.18元/kwh，其他条件不变情况下，对应单位制氢成本为15.19元/kg。

　　电解槽电耗：从远期来看，随着技术的进步，电耗可能会从基准的4.5kwh/标方下降到3.5kwh/标方，其他条件不变情况下，单位制氢成本为17.10元/kg。

　　设备投资：长期看，随着单槽产能扩大和零部件国产化，电解水制氢系统价格有望逐步下降，当电解水制氢系统价格下降至500万元/套时，单位制氢成本为17.99元/kg。

　　中性情景下，2025年电解水制氢成本为13.03元/kg，成本低于天然气制氢和工业副产氢，可与煤制氢平价竞争。乐观情景下，考虑电价及设备补贴，2025年电解水制氢成本为11.9元/kg，接近煤制氢成本下限，相比其他制氢方式具有显著经济性。

　　三、格局推演：百舸争流，客户+技术制胜。目前，国内电解水制氢设备玩家主要包括老牌电解水设备龙头、风光储龙头和传统设备厂商三大类。从产能格局看，预计到2023年底，全球前20电解水制氢设备企业合计产能达26.4GW，产能CR5集中度为47.35%，我们预计，随着下游需求持续放量及头部企业快速扩产，电解水制氢行业集中度有望进一步提升。短期看，国内电解水制氢设备需求主要来自于各省市示范项目，与项目主体关系紧密或存在合作关系的设备厂商有望率先实现放量，形成先发优势；长期看，技术和材料创新带动制氢成本下降是电解水制氢技术大规模推广应用的关键，具备技术研发实力、产品性能能够持续领先的企业将具备更强竞争力。

　　【配置建议】

　　我们认为客户渠道和技术实力将成为电解水制氢设备企业核心竞争力，建议关注：

　　1、国内较早布局电解水制氢设备并具备业务协同效应的光储龙头：1）隆基绿能：全新产品ALKHi1系列产品发布，直流电耗低至4.1kwh/Nm3，2022年末电解槽产能达1.5GW，预计23年低产能2.5GW，25年规划产能达5-10GW，目前公开中标金额达4.65亿元；2）阳光电源：同时布局碱性和PEM技术路线，21你那3月率先发布国内首款、最大功率SEP50PEM电解槽（50Nm3/h，250kw），目前公开中标金额达1.80亿元；3）双良节能：绿电制氢系统中后端气液分离及纯化装置涉及压力容器制造，是公司的传统强项，双良自主研发的“绿电智能制氢系统”采用新型隔膜，氢气纯度达到6N，同时自动化集成度高，实现100%无人值守，目前产品已交付大全新能源和润阳悦达新能源，客户端运行稳定；4）天合光能：公司电解槽相比传统同等级设备电流密度提高50%-75%，电耗降低10%-15%，直流电耗3.9-4.6kwh/Nm3，预计2023年底将建成1GW电解水制氢设备产能。

　　2、背靠绿氢项目资源丰富的大型集团、具备客户渠道优势的装备厂商：1）华电重工：背靠华电集团，项目资源丰富，2022年与内蒙古华电氢能签署了《内蒙古华电包头市达茂旗20万千瓦新能源制氢工程示范项目PC总承包合同制氢站部分》，合同金额3.45亿元；2）亿利洁能：依托控股公司亿利资源集团三十多年治沙成果，联手大型央企，聚焦“光氢新能源治沙”，正在鄂尔多斯库布其沙漠投资建设光伏风电、绿氢、绿氨、绿肥、绿色化工、绿电替代等低碳产业链基地，电解槽出货有保障；3）三一氢能（未上市）：三一集团旗下风电企业三一重能与巴里坤哈萨克政府签订招商引资协议，涉及100万千瓦风电制氢制氨项目，保证公司电解槽出货，同时公司中标了大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目第7标段8套水电解制氢设备，中标金额达5759.42万元。

　　3、研发和技术实力强劲的设备厂商：1）华光环能：携手大连理工，实现碱性电解槽催化剂、隔膜等关键材料自产，2023年3月自主知识电解槽下线，产氢压力达3.2Mpa，填补国内高压电解槽空白；2）昇辉科技：历时仅120天完成1000标方电解槽下线，采用高电流密度设计和第三代隔膜技术，较传统碱槽提升30%以上电流密度、降低10%能耗，同时依托公司电气成套设备技术优势，实现设备电子电气组件的自控、自产。

　　【风险提示】

　　下游需求不及预期；

　　政策支持力度不及预期；

　　电解水制氢降本不及预期。

中心思想

本报告的核心观点是：绿电制氢产业正迎来爆发式增长，碱性电解槽作为核心设备，市场需求巨大，预计2025年市场规模将达2044亿元。报告分析了碱性电解槽的技术优势、市场需求、成本构成及下降趋势，并对行业格局进行了推演，最终给出投资建议，看好具备技术和客户资源优势的国产龙头企业。

绿电制氢产业爆发，碱性电解槽市场前景广阔

全球绿氢需求快速增长，驱动电解水制氢技术发展。碱性电解槽技术成熟、成本低廉，成为目前主流制氢设备，市场规模将持续扩大。

技术进步与政策支持推动制氢成本下降，实现平价制氢可期

可再生能源度电成本下降、电解槽电耗降低以及设备投资成本下降，共同推动电解水制氢成本下降，未来有望与煤制氢和天然气制氢平价竞争，甚至在乐观情景下超越煤制氢。

主要内容

一、碱性电解槽：电解水制氢系统核心设备，从1到N产业加速

本节介绍了碱性电解槽（ALK）的技术优势，包括技术成熟、产氢量大、成本最低等。同时分析了其核心部件（双极板、隔膜和流场）的降本提效空间，以及未来发展方向（大标方、大功率、大电流密度）。数据显示，2021年国内碱性电解水制氢设备出货量占据电解水制氢设备总出货量的99%。报告还详细阐述了碱性电解槽的工作原理、构成以及核心部件（隔膜、电极）的材料和性能要求，并对不同隔膜材料进行了对比分析。

二、经济性——制氢成本：可再生能源发电成本、电解槽电耗、电解槽设备投资为核心决定因素

本节重点分析了电解水制氢成本的构成，包括可再生能源发电成本、电解槽电耗和设备投资成本。通过基准情景、乐观情景和中性情景三种假设，对2025年电解水制氢成本进行了预测，并分析了影响成本的关键因素及下降趋势。数据显示，在中性情景下，2025年电解水制氢成本有望达到13.03元/kg，与煤制氢平价；乐观情景下，成本可降至11.9元/kg，低于煤制氢成本下限。

三、格局推演：百舸争流，客户+技术制胜

本节分析了国内电解水制氢设备行业的竞争格局，指出主要参与者包括老牌电解水设备龙头、风光储龙头和传统设备厂商三大类。报告对国内外主要电解水制氢设备企业进行了概况介绍，并比较了其技术路线、产能规模和产品性能。数据显示，2023年底全球前20电解水制氢设备企业合计产能将达26.4GW，产能CR5集中度为47.35%。报告还分析了行业竞争要素，指出短期内客户渠道至关重要，长期来看技术和材料创新是关键。

四、投资建议

本节根据对行业格局和竞争要素的分析，提出了投资建议，建议关注以下几类企业：

业务协同的光储龙头: 隆基绿能、阳光电源、双良节能等，这些企业依托现有客户基础，布局可再生能源制氢系统，与原有业务具有较强协同效应。报告详细分析了这些企业的氢能业务布局、产品性能和市场竞争力。
集团旗下装备厂商: 华电重工、亿利洁能、三一氢能等，这些企业背靠大型集团，项目资源丰富，客户渠道优势明显。报告分析了这些企业依托集团资源的优势，以及在电解槽业务上的发展情况。
研发和技术实力强劲的设备厂商: 华光环能、昇辉科技等，这些企业具备较强的技术研发实力，产品性能领先，在核心材料和技术上具有优势。报告分析了这些企业的技术创新能力和市场竞争力。

五、风险提示

本节列出了投资风险，包括下游需求不及预期、政策支持力度不及预期以及电解水制氢降本不及预期等。

总结

本报告对绿电制氢产业，特别是碱性电解槽市场进行了深入分析。报告指出，绿电制氢产业正迎来快速发展期，碱性电解槽市场需求巨大，未来发展潜力巨大。技术进步和政策支持将推动制氢成本下降，实现平价制氢。行业竞争将日益激烈，具备技术和客户资源优势的企业将占据领先地位。报告最后给出了具体的投资建议，并提示了潜在的投资风险。报告数据主要来自公开信息和行业研究报告，力求客观公正，但投资者仍需自行承担投资风险。

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